大氣靜力穩(wěn)定度

1、大氣靜力穩(wěn)定度第1頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二大氣靜力穩(wěn)定度第2頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二5.1 大氣靜力穩(wěn)定度的判定法（氣塊法）5.2 條件性不穩(wěn)定5.3 地整層氣層升降時(shí)穩(wěn)定度的變化5.4 逆溫層第3頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二大氣層結(jié)：大氣溫度和濕度的垂直分布。處于靜力平衡狀態(tài)的大氣中，一些空氣團(tuán)塊受到動(dòng)力因子或熱力因子的擾動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生向上或向下的垂直運(yùn)動(dòng)。這種偏離其平衡位置的垂直運(yùn)動(dòng)能否繼續(xù)發(fā)展，是由大氣層結(jié)即大氣溫度和濕度的垂直分布所決定的。層結(jié)大氣所具有的這種影響垂直運(yùn)動(dòng)的特性稱為大氣的靜力

2、穩(wěn)定度，也稱層結(jié)穩(wěn)定度。 第4頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二判斷靜力穩(wěn)定度通常采用“氣塊法” 。運(yùn)用氣塊模型，令氣塊離開平衡位置作微小的虛擬位移，如果氣塊有回到原平衡位置的趨勢(shì)，則這種大氣層結(jié)是穩(wěn)定的。如果氣塊既不遠(yuǎn)離平衡位置也無(wú)返回原平衡位置的趨勢(shì)，而是隨遇平衡，就是中性的。如果氣塊到達(dá)新位置后有繼續(xù)移動(dòng)的趨勢(shì)，則此氣層的大氣層結(jié)是不穩(wěn)定的，它表明稍有擾動(dòng)就會(huì)導(dǎo)致垂直運(yùn)動(dòng)的發(fā)展。第5頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二 氣塊在受擾后，有一鉛直虛位移，若氣塊到達(dá)新位置后有返回原來(lái)位置的趨勢(shì)，則為穩(wěn)定氣層；第6頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日

3、，23點(diǎn)42分，星期二 氣塊在受擾后，有一鉛直位移，若氣塊到達(dá)新位置后既無(wú)離開又無(wú)返回原來(lái)位置的趨勢(shì)，則為中性氣層；（隨遇平衡）第7頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二 氣塊在受擾后，有一鉛直虛位移，若氣塊到達(dá)新位置后有離開原來(lái)位置的趨勢(shì)，則為不穩(wěn)定氣層；第8頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二第9頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二 大氣穩(wěn)定度是表示大氣層結(jié)對(duì)氣塊能否產(chǎn)生對(duì)流的一種潛在能力的量度。必須注意，它并不是表示氣層中已經(jīng)存在的鉛直運(yùn)動(dòng)，而是用來(lái)描述大氣層結(jié)對(duì)于氣塊在受外力擾動(dòng)而產(chǎn)生垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)起什么影響(加速、減速或

4、等速)。這種影響只有當(dāng)氣塊受到外界擾動(dòng)后，才能表現(xiàn)出來(lái)。 第10頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二1、靜力穩(wěn)定度是氣塊與氣層互為作用的綜合結(jié)論；2、靜力穩(wěn)定度僅指氣塊處在該氣層中，鉛直運(yùn)動(dòng)發(fā)展的趨勢(shì)與可能；3、穩(wěn)定氣層中可以有對(duì)流運(yùn)動(dòng)，但不利于對(duì)流發(fā)展；不穩(wěn)定氣層中若無(wú)擾動(dòng)，亦不可能發(fā)展對(duì)流，但利于對(duì)流發(fā)展。第11頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二 大氣的垂直運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，主要決定于兩個(gè)原因:一個(gè)是動(dòng)力原因，一個(gè)是熱力原因。動(dòng)力原因: 飛機(jī)飛過(guò)，高山阻檔,槽前和槽后等熱力原因 由于地表面局部受熱不均勻，使得近地面層的空氣溫度在水平方向上分布不均，溫度

5、較高的空氣就因密度較小而上升，周圍較冷空氣因密度較大而下沉補(bǔ)嘗。第12頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二 B為凈的阿基米德浮力 ，氣塊的穩(wěn)定與否取決于B單位體積氣塊氣塊在垂直方向上的受力 單位體積氣塊垂直運(yùn)動(dòng)方程：第13頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二常用氣塊內(nèi)外虛溫差來(lái)討論靜力穩(wěn)定度:根據(jù)準(zhǔn)靜力條件和狀態(tài)方程 1、當(dāng) 時(shí)，則 。說(shuō)明若氣塊比周圍空氣暖時(shí)，可獲得向上的加速度。2、當(dāng) 時(shí)，則 。說(shuō)明若氣塊比周圍空氣冷時(shí)，將獲得向下的加速度。3、若 時(shí)， 。說(shuō)明氣塊與周圍空氣無(wú)溫差時(shí)，氣塊的垂直加速度為零。第14頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日

6、，23點(diǎn)42分，星期二令 和分別表示氣塊和環(huán)境大氣的垂直減溫率。當(dāng)氣塊從平衡位置作一微小位移dz后，其溫度T就變成則氣塊加速度 ：第15頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二討論1、若 ，氣塊的加速度總是和dz的符號(hào)一致，有加速離開原平衡位置的傾向，則大氣層結(jié)是不穩(wěn)定層結(jié)。 第16頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二討論若 ，加速度與dz的符號(hào)總是相反, 氣塊有回到原平衡位置的趨勢(shì)，垂直運(yùn)動(dòng)受到限制而削弱，這種氣層是穩(wěn)定的。若 ，垂直運(yùn)動(dòng)既不發(fā)展也不衰減，大氣層結(jié)是中性的 第17頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二歸納如下 :這只

7、是一般結(jié)論，大氣分為未飽和飽和兩種情況，因此，應(yīng)該進(jìn)一步討論第18頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二未飽和氣塊，垂直位移時(shí)按干絕熱變化，垂直減溫率 = d 。1、 d 不穩(wěn)定 2、 d = 中性3、 s 不穩(wěn)定 2、 s = 中性3、 s 穩(wěn)定第22頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二并且有 s d 絕對(duì)不穩(wěn)定 2、 d s 條件性不穩(wěn)定 3、 0） ，氣塊受到正浮力 ，有正不穩(wěn)定能量，以A+表示 。反之 ，以負(fù)面積A-表示 第31頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二Ek 0，氣層對(duì)氣塊具有正的不穩(wěn)定能量，有利于受擾動(dòng)氣塊的加

8、速運(yùn)動(dòng)，因而氣層是不穩(wěn)定的；當(dāng)Ek 0，氣層對(duì)氣塊具有負(fù)的不穩(wěn)定能量，對(duì)受擾動(dòng)氣塊的垂直運(yùn)動(dòng)具有抑制作用，氣層是穩(wěn)定的；當(dāng)Ek =0，氣層對(duì)氣塊的垂直運(yùn)動(dòng)既不有利也不抑制，氣層屬于中性層結(jié)。 第32頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二 絕對(duì)穩(wěn)定型（ ）： 氣塊溫度總小于氣層溫度（氣層中儲(chǔ)存負(fù)不穩(wěn)定能量，在T-lnP圖上用“-”表示）； 特點(diǎn)：在這種氣層中，其底部擾動(dòng)不論強(qiáng)弱，氣層對(duì)受擾氣塊起抑制作用，不利于受擾氣塊的上升運(yùn)動(dòng)得到發(fā)展；第33頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二Tln(P00/p)p0T0p1T1p2T2p3T3p4T4第34頁(yè)，共80

9、頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二T ln(p00/p)p0T0p1T1p2T2p3T3p4T4第35頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二 氣塊溫度總大于氣層溫度（氣層中儲(chǔ)存正不穩(wěn)定能量，在T-lnP圖上用“+”表示）； 特點(diǎn)：在這種氣層中，其底部只要受到微小的擾動(dòng)，該氣層就會(huì)釋放不穩(wěn)定能量，轉(zhuǎn)化為氣塊上升的動(dòng)能，使受擾氣塊的上升運(yùn)動(dòng)得到發(fā)展；第36頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二Tln(p00/p)p0T0p1T1p2T2p3T3p4T4第37頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二Tln(p00/p)p0T0p

10、1T1p2T2p3T3p4T4第38頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二越大，氣層越不穩(wěn)定，越小越穩(wěn)定；當(dāng)值很小，甚至為負(fù)值（逆溫層）時(shí)，對(duì)流或垂直運(yùn)動(dòng)難以發(fā)展，氣層成為阻擋層。lnPTP1P2第39頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二 狀態(tài)曲線與層結(jié)曲線在起始高度以上出現(xiàn)幾個(gè)交點(diǎn)，氣層既有正不穩(wěn)定能量，又有負(fù)不穩(wěn)定能量。如B點(diǎn)以下為負(fù)不穩(wěn)定能量，氣塊必須靠外力才能抬升，當(dāng)氣塊越過(guò)B點(diǎn)，就可以從大氣中獲得正不穩(wěn)定能量而自由上升，因此稱B點(diǎn)為自由對(duì)流高度。狀態(tài)曲線與層結(jié)曲線的第二個(gè)交點(diǎn)稱為平衡高度，在這個(gè)高度上氣塊上升加速度為零，速度達(dá)到最大，越過(guò)這個(gè)

11、點(diǎn)過(guò)后，氣塊進(jìn)入負(fù)不穩(wěn)定能量區(qū)開始減速。 自由對(duì)流高度平衡高度B第40頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二真潛不穩(wěn)定型（“+”“”） 特點(diǎn)：在這種氣層中，其底部只要受到較強(qiáng)的擾動(dòng)，迫使氣塊移到自由對(duì)流高度B以上，氣塊的上升運(yùn)動(dòng)得到發(fā)展，其稱為真潛不穩(wěn)定型；第41頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二Tln(p00/p)p0T0p1T1p2T2p3T3p4T4HcBE自由對(duì)流高度平衡高度對(duì)流抑制能量CIN對(duì)流有效位能CAPE第42頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二第43頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二特點(diǎn)

12、： 自由對(duì)流高度B以上的正不穩(wěn)定能量面積小于負(fù)不穩(wěn)定能量面積，自由對(duì)流高度B較高度，氣塊受到擾動(dòng)難以超過(guò)這個(gè)高度，下部不穩(wěn)定能量抑制氣塊的發(fā)展,如圖5第44頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二Tln(p00/p)p0T0p1T1p2T2p3T3p4T4HcBE自由對(duì)流高度平衡高度第45頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二第46頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二在相同的溫度層結(jié)下，若上升氣塊的初始濕度較大，則凝結(jié)高度和自由對(duì)流高度就較低，在氣層pop1之間容易形成真潛不穩(wěn)定；若上升氣塊濕度較小，凝結(jié)高度和自由對(duì)流高度就較高，容易

13、出現(xiàn)假潛不穩(wěn)定；如空氣濕度太小，凝結(jié)高度更高，氣塊的狀態(tài)曲線將會(huì)全部位于層結(jié)曲線左側(cè)，形成絕對(duì)穩(wěn)定型?？梢姡蛯訚穸仍酱?，越有利于對(duì)流的發(fā)展。 第47頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二Tln(p00/p)p0T0p1T1p2T2p3T3p4T4HcBE自由對(duì)流高度平衡高度濕度影響：空氣濕度越大，氣層不穩(wěn)定能量面積越大，越有利于對(duì)流發(fā)展。第48頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二動(dòng)力對(duì)流 由動(dòng)力原因（氣流的水平輻合、山地、鋒面對(duì)氣流的強(qiáng)迫抬升等）引起的對(duì)流。 特征： 動(dòng)力對(duì)流云底：HC；云頂：E。 發(fā)展動(dòng)力對(duì)流的條件：動(dòng)力抬升到自由對(duì)流高度C。如圖8

14、第49頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二Tln(P00/p)p0T0p1p2p3p4HcBE自由對(duì)流高度平衡高度q0Td0第50頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二 由熱力原因（地表局部升溫）造成的對(duì)流。 熱力對(duì)流分析： 假定：08：00的溫度層結(jié)與地面氣塊上升的狀態(tài)曲線, 如圖9。第51頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二 假定從08：00到午后，地面q不變。 當(dāng)?shù)孛嬖鰷?，由TTg Tmax，當(dāng)溫度升高到Tg時(shí)，圖中下部負(fù)不穩(wěn)定能量全部消失，稍有擾動(dòng)，即可形成對(duì)流。第52頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星

15、期二Tln(p00/p)p0T0T1P(H)P（E）HcBE自由對(duì)流高度平衡高度Td0q0seH01HP(Hc)TgEP（E）se0圖 9 熱力對(duì)流的預(yù)報(bào)分析第53頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二熱雷雨是指氣團(tuán)內(nèi)因下墊面（森林、沙地、湖泊等）受熱不均勻，由熱力抬升作用形成的雷雨。多發(fā)生在夏季午后，一般時(shí)間較短，強(qiáng)度不大，但有時(shí)也能產(chǎn)生大風(fēng)、雷暴等激烈的天氣現(xiàn)象 第54頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二第55頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二自由對(duì)流高度第56頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二曲線T

16、0EFGH是夏季早晨探空曲線的一種典型形式，近地面氣層有逆溫，EFG段是條件性不穩(wěn)定。日出之后，地面很快增溫并通過(guò)湍流輸送加熱空氣，使貼近地面的氣層變得超絕熱。這個(gè)干絕熱氣層不斷向上擴(kuò)展；同時(shí)，湍流混合作用還使大氣低層的濕度趨近于平均比濕。當(dāng)?shù)孛鏈囟壬仙絋r時(shí)，干絕熱曲線與等飽和比濕線相交于C點(diǎn)（飽和凝結(jié)），標(biāo)志著地面空氣能自由上升到C點(diǎn)凝結(jié)，并繼續(xù)沿濕絕熱線上升，所以C點(diǎn)就是對(duì)流凝結(jié)高度CCL。 第57頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二CCL被看成是熱力對(duì)流產(chǎn)生的積云（對(duì)流云）的云底高度，積云在CCL以上的正面積區(qū)得到發(fā)展，正面積A+越大，發(fā)展越旺盛。過(guò)D點(diǎn)以后垂直

17、氣流減速，至正負(fù)面積相等的高度（N點(diǎn)）垂直氣流速度降為零，積云停止發(fā)展。N點(diǎn)的高度稱為對(duì)流上限或等面積高度 ,即是理論上的積云云頂高度。 第58頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二用 圖做局地?zé)崂子觐A(yù)報(bào)1)根據(jù)當(dāng)日清晨的大氣層結(jié)曲線確定對(duì)流凝結(jié)高度CCL。2)從對(duì)流凝結(jié)高度沿干絕熱線下延至地面，以確定當(dāng)天可能發(fā)生熱對(duì)流的下限溫度Tr 。3)預(yù)測(cè)當(dāng)天溫度是否能達(dá)到Tr。（一般認(rèn)為，如果幾天來(lái)天氣條件沒(méi)有太大變化，且前幾天地面最高氣溫接近或超過(guò)Tr ，那么當(dāng)天氣溫就可能達(dá)到或超過(guò)Tr ，產(chǎn)生熱雷雨的可能性就比較大。） 第59頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，

18、星期二觀測(cè)表明，對(duì)流云內(nèi)的溫度遞減率一般都大于濕絕熱減溫率而與云外溫度遞減率接近；云內(nèi)含水量也比按絕熱過(guò)程計(jì)算的小1/21/3；云頂高度則比計(jì)算的低。這說(shuō)明對(duì)流云的發(fā)展不是孤立的，云內(nèi)外空氣有強(qiáng)烈的混合，云外空氣進(jìn)入云內(nèi)的過(guò)程通常稱為挾卷過(guò)程。 第60頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二夾卷過(guò)程包括 ： 湍流挾卷 通過(guò)云頂和側(cè)邊界，云內(nèi)外進(jìn)行熱量、動(dòng)量、水分和質(zhì)量的湍流交換。 動(dòng)力挾卷 由于云內(nèi)氣流的加速上升，根據(jù)質(zhì)量連續(xù)性的要求，四周空氣必然會(huì)流入云中進(jìn)行補(bǔ)償。 在淡積云和中積云的下部，動(dòng)力挾卷和湍流挾卷強(qiáng)度相當(dāng)，云的中上部以湍流挾卷為主。挾卷過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠懻撘延辛硕喾N

19、云霧數(shù)值模式，它們是根據(jù)熱力學(xué)和流體力學(xué)理論建立的數(shù)學(xué)物理模型。 第61頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二第62頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二大氣中常出現(xiàn)大范圍的空氣層上升或下沉運(yùn)動(dòng)，水平范圍在幾百公里左右，持續(xù)時(shí)間幾小時(shí)甚至幾天，垂直升降速度約為厘米每秒的量級(jí)。 這種大范圍的升降運(yùn)動(dòng)常是由天氣系統(tǒng)引起。 整層氣層升降會(huì)導(dǎo)致大氣溫度直減率和濕度垂直分布的變化，從而使氣層的穩(wěn)定度發(fā)生變化，導(dǎo)致強(qiáng)烈對(duì)流或者相反使氣層更穩(wěn)定 下面就未飽和氣層升降時(shí)的兩種情況分別進(jìn)行討論 第63頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二假設(shè)氣層在升降

20、過(guò)程中是絕熱的，總質(zhì)量保持不變，并且氣層內(nèi)部沒(méi)有湍流混合作用，氣層內(nèi)各部分的相對(duì)位置不變。此處討論未飽和氣層在絕熱升降過(guò)程中始終處于未飽和狀態(tài)時(shí)穩(wěn)定度的變化。 第64頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二當(dāng)整層氣層下沉且伴隨有橫向擴(kuò)散（水平輻散）時(shí)，將有v2 v1，趨向于穩(wěn)定，甚至可能使v2 p1A1，則v2 v1，整層氣層趨向于穩(wěn)定，甚至可能形成逆溫層當(dāng)整層氣層被抬升且伴隨有水平輻合時(shí)，則有相反的情況， p2Ap1A1，則導(dǎo)致氣層穩(wěn)定性減小如果氣壓和輻散輻合的變化趨勢(shì)相反，如上升時(shí)有水平輻散，那么最終氣層的穩(wěn)定度將具體分析第66頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)

21、42分，星期二. v1d原氣層是干絕熱減溫率，在升降過(guò)程中保持干絕熱減溫率不變。. v1d結(jié)論與相反，但是這種處于絕對(duì)不穩(wěn)定的氣層在實(shí)際大氣中非常少見。第67頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二溫度的垂直分布.逆溫層1、輻射逆溫氣象條件:晴朗微風(fēng)的夜間,秋冬季為多.第68頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二2、 下沉逆溫 由于空氣下沉受到壓縮而增溫 所形成的逆溫。出現(xiàn)在高壓控制區(qū)極不利于污染的擴(kuò)散T-lnp 很厚的氣層下沉 壓縮變扁 頂部增溫比底部多第69頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二3、地形逆溫 4、 平流逆溫4.平流逆

22、溫暖空氣平流到冷地面上而下部降溫而 形成（溫差越大，逆溫越強(qiáng)）5、鋒面逆溫第70頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二6.湍流逆溫由低層空氣的湍流混合所形成的逆溫。 下層湍流混合達(dá) 上層出現(xiàn)過(guò)渡層 逆溫 第71頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二原來(lái)穩(wěn)定的未飽和氣層，由于整層被抬升到一定高度以上而變成為不穩(wěn)定的氣層，稱為對(duì)流性不穩(wěn)定或位勢(shì)不穩(wěn)定。第72頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二 （a）對(duì)流性不穩(wěn)定 位勢(shì)不穩(wěn)定）(2)-上干下濕氣層假設(shè)氣層上下界氣壓差p在抬升過(guò)程中不變，下面將定性討論兩種不同的情況： 在右圖中，最初整層氣

23、層沿干絕熱線上升，因下濕上干，下部比上部先達(dá)到飽和，飽和后沿假絕熱線繼續(xù)上升，于是溫度層結(jié)曲線由原來(lái)的A1B1變成A2B2。顯然，整層氣層上升并先后凝結(jié)后，飽和氣層的垂直減溫率將變得大于s，成了不穩(wěn)定層結(jié)第73頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二位勢(shì)不穩(wěn)定）(3)-上濕下干氣層(b) 對(duì)流性穩(wěn)定假設(shè)氣層上下界氣壓差p在抬升過(guò)程中不變：在右圖中，氣層是上濕下干，上部先達(dá)到飽和，氣層的垂直減溫率將變小甚至小于零（逆溫），將變得更加穩(wěn)定。第74頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二大氣中的水汽主要來(lái)源于地表，因此常是低層濕度大而高層干燥，大范圍氣層被抬升時(shí)往

24、往下部先達(dá)到飽和，符合第一種情況?？梢姎鈱邮欠駥?duì)流性不穩(wěn)定，不但和溫度層結(jié)有關(guān)，顯然還取決于濕度條件，特別是低層的水汽狀況。 第75頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二未飽和氣層內(nèi)假相當(dāng)位溫隨高度的變化是對(duì)流性不穩(wěn)定的很好判據(jù)：對(duì)流性不穩(wěn)定是一種潛在的不穩(wěn)定，所謂“潛在不穩(wěn)定”是指，當(dāng)時(shí)的氣層是穩(wěn)定的，需要有一定的外加抬升力作為“觸發(fā)機(jī)制”，潛在的不穩(wěn)定性才能轉(zhuǎn)化成真實(shí)的不穩(wěn)定。對(duì)流性不穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)要求有大范圍的抬升運(yùn)動(dòng)，因此要有天氣系統(tǒng)（如鋒面）的配合或大地形的作用，造成的對(duì)流性天氣往往比較強(qiáng)烈，范圍也大。條件性不穩(wěn)定也是一種潛在的不穩(wěn)定，它只要有局地的熱對(duì)流或動(dòng)力因子對(duì)空氣進(jìn)行抬升即可，因而往往造成局地性的雷雨天氣。 第76頁(yè)，共80頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)42分，星期二1、對(duì)流層內(nèi)